简谈客专ZPW-2000A轨道电路故障诊断技术的发展

文/欧阳俊霞，中铁七局集团电务工程有限公司

客专轨道是确保高铁稳定运行的最重要基础，如果轨道的电路发生严重的故障问题，将会造成高铁运行的严重干扰，甚至引发更大的事故问题。为此，相关生产厂家和施工作业单位对于相关故障诊断技术有严格的要求，其必须满足一些具体的稳定性要求才能用于实际的运用技术保障过程中。客专轨道电路是信号控制和能源供应的主要通路，其发生故障时会造成信号失控，导致高铁轨道线路发生紊乱问题，高效的轨道电路诊断系统的重要性得以凸显。

1 客专ZPW-2000A轨道电路故障诊断技术概述

用于高铁列控系统的客专ZPW-2000A轨道电路是非常关键的基础保障设施，其功用主要在于对列车对轨道占用和断轨情况进行检查，以及地车之间的通讯任务。通过实时了解轨道电路系统的总体运行情况，进而保障高铁列车的安全运行，并进一步提高高铁的行车效率。具体而言，客专ZPW-2000A轨道电路大致为两个部分：室内设备和室外设备。其室内设备单元包括衰耗冗余控制器、发送器、防雷模拟网络盘、接收器、轨道电路通信接口等。其室外设备单元包括机械绝缘节空心线圈、站内匹配单元、调谐匹配单元、补偿电容、空心线圈、适配器、扼流变压器等。按照高铁轨道电路的设计结构，用于客专ZPW-2000A轨道的电路主要有站内和区间两种结构。这两种结构的室内设计所用设备完全相同，但在室外所采用的设备在电气或机械绝缘节的有关配置方面存在显著差异。一般情况下，高铁区间所应用的系统是电气绝缘节，而在车站的各咽喉区域以及股道等部位则主要采取机械绝缘节设备，整个线路区间以及站内各个轨道的电路上实际的载频依次进行排列。

2 客专ZPW-2000A轨道电路故障诊断技术及其发展研究

为进一步提升客专ZPW-2000A轨道故障诊断技术的针对性和实效性，必须基于实际的应用情况进行必要的优化调整，确保诊断技术发挥应有功效，并从根本上提升诊断效率和诊断质量。

2.1 以电路模型为诊断基础的技术运用

在实际的轨道电路运营使用中，工作人员已经形成了丰富的故障排查诊断方法和程度，对于较为常见的轨道电路故障问题的诊断排除可以快速准确定位。在此过程中，借助电路模型可利用模拟电缆线路中的测试孔能够对电路故障的具体情况进行迅速地判断。一是要辨明室内或室外的设备发生故障。如果电缆一侧的实际测量值要比正常运营状态时的电压高很多，通常这属于室外设备故障，并且属于电路开路故障问题；如果电缆一侧的实际测量电压值要比正常运行状态时的电压低很多，同时设备一侧的实际测量电压值数值低于运行状态时的电压值，则可以判断其属于室外发生电路短路问题；如果设备一侧与电缆一侧都没有电压或者有也非常小，这种情况就可以判断其属于室内的线路设备发生故障。

2.2 基于信息数据的智能诊断技术应用

人工的故障诊断技术往往需要积累充分的经验，其在实际的电路诊断过程中会暴露出很多潜在误差和风险问题。为有效避免此诊断中形成的对人员经验的依赖性，以及个人工作标准存在的差异导致的负面影响问题，加之很多轨道电路中都采用数字信号作为通信方式，目前更普遍采用的诊断技术以智能诊断技术为主，其实现的途径基于对轨道电路实施监测所得的数据，采用自动故障诊断算法，针对信号的差异性进行比较，最终得到实际的智能故障诊断系统。

该诊断方法的具体应用机理首先是针对神经网络以及模糊综合评判分别进行故障诊断，并对发现的问题做以深入的分析，之后基于D-S证据理论，再对其诊断的具体结果实施融合决策。为有效发挥神经网络与模糊评判功能的优势，令诊断结果更加单一清晰，采用的检测方法也就更加方便可靠。因为客专ZPW-2000A轨道电路系统内包含有很多功能模块，其实际设计结构非常复杂，发生故障的模式和途径也比较多，当通过神经网络完成故障诊断时，需要输入的变量会有很多，且一些变量难以得到准确值。同时，考虑到网络结构自身的庞大性质，以及实用性的效率问题，实际的做法是将复杂的神经网络进一步分解成多个小规模的神经网络组，再将分别得到的诊断结果进行综合处理。

2.3 客专ZPW-2000A故障诊断技术的发展

随着我国高铁建设的大力推进，客专轨道电路运行状态的分析以及对线路故障的诊断，可以通过人工操作与智能诊断技术相结合的方式来完成。尽管目前自动智能诊断技术还有许多不尽完善的地方，但其应用前景存在巨大的发展空间。当轨道电路设备发生故障问题，人工测量定位可以确保故障的准确判断，但也容易因为繁重负担导致效率低下，先进技术的使用可以节省大量人力投入，但其多种故障的综合诊断准确性还有待进一步提高。智能监测和故障诊断系统可以对客专ZPW-2000A轨道电路的实际状态实施监测，根据获取数据进行深入分析，实现预警等功能。同时，定期进行轨道电路的常规检测有其必要性，可以及时察知轨道电路设备故障前后的变化趋势。将这些检测方法用于故障诊断技术的发展和创新，必然能够有效提升诊断技术的发展效率和作用效果。

3 结束语

综上所述，客专ZPW-2000A轨道电路系统在我国的大部分地区广泛普及使用，为进一步确保轨道电路运行实现高标准高质量，进而使得行车效率与行车安全得到充分保障，相关故障诊断技术得以深入研究并用于实际的电路故障诊断工作。随着高铁技术的发展，轨道故障诊断技术也会随之做出持续的优化和调整，整个发展的过程能够表明技术进步的趋势。通过相关研究不但对故障诊断有清晰认知，还可以对诊断技术的发展做出必要的判断，故障技术有非常重要的价值。